低壓電源

高低壓電源有兩種劃分方式，一種是根據人的安全與否，即36v以下是低電壓，36v以上是高電壓；而更常用的一種劃分方式是1kv（交流）以下的電壓稱為低電壓，1kv以上的電壓稱為高電壓。許多集成電路(如微處理器、數字信號處理器、動態隨機存取存儲器和靜態隨機存取存儲器)在直流電源電壓下工作。因此，在典型的計算機系統中，首先通過交流-直流變換器將應用系統的交流電壓轉變成直流電壓。一旦得到一個直流電壓，可通過DC-DC變換器產生系統中不同電路塊需要的特定直流電壓。

(1)低壓電源構成

低壓電源包括DC110V和DC24V電源，DC110V電源兼作蓄電池充電器。

DC/DC變流器供電有兩種形式。一種是由輔助逆變器供電。所以實際上是DC/AC/DC間接變流器。另一種是直接由DC1500V或DC750V電網供電的變流器。

在城軌列車上DC24 V電源功率很小，一般只有1～2 kW，多數由DC110V供電，採用專用模塊。

(2)間接DC/DC變流器

①單獨變壓器供電的DC/AC/DC變流器

三相降壓變壓器由輔助逆變器輸出的AC380V供電。變壓器降壓後通過三相二極管或晶閘管整流橋及濾波器輸出DC110V電壓。

②輔助變壓器次邊繞組供電的DC/AC/DC變流器

輔助電源的變壓器次邊繞組，除了三相AC380V外，另有一組為DC110V供電的低壓三相繞組。它的輸出經二極管或晶閘管三相整流橋及濾波器輸出DC110V電壓。

以上兩種電路的共同優點是電路簡單，價格低。共同的缺點是：

a.輸出電壓脈動大，尤其是當採用晶閘管整流，雖然輸出電壓可根據蓄電池的電壓和温度控制，但電壓波形脈動大，則對濾波要求高。

b.低壓電源依賴於輔助逆變器，一旦逆變器故障，也同時失去了對DC110V供電。

③輔助逆變器供電的高頻DC/AC/DC變流器

電路如圖3.92所示。輔助逆變器AC380V輸出。經三相二極管整流橋整流後濾波，通過高頻單相逆變器變換為高頻交流電壓，然後由高頻變壓器降壓。再通過快恢復二極管橋整流，濾波輸出DC110V電壓。 ^[1] 

低壓電源電路圖如圖8-1示，當壓敏電阻VAl擊穿短路後，會引起熔斷器FUSE過流熔斷，產生控制板或整機不工作的故障。變壓器T1的初級繞組內部的温度熔斷器熔斷，使T1不能輸出12V左右的交流電壓，低壓電源也就不能產生12V和5V的直流電壓，CPU和相關電路不能工作，產生整機不工作的故障。T1內的温度熔斷器熔斷，而温度熔斷有時是由整流管D1～D4被擊穿，或濾波電容C1被擊穿引起T1的繞組因過流發熱所致。

12V穩壓器ICl不工作或5V穩壓器IC2損壞不能輸出12V或5V電壓，導致CPU、操作顯示電路不工作時，也會產生整機不工作的故障。同樣，Q1、ZDl、R1組成的5V穩壓器異常不能輸出5V電壓或輸出的電壓過低時，也會產生整機不工作的故障。ICI損壞後若沒有同型號的穩壓器更換，也可用LM7812更換：IC2損壞後可採用AN7805更換。

壓敏電阻VAl過壓損壞後，表面通常有裂痕或黑點，通過直觀檢查多可查出；若表面正常，通過用數字式萬用表的二極管擋或指針式萬用表的R×1D擋測壓敏電阻的正、反向電阻的在路阻值是否正常，也可判斷其是否損壞。

低壓電源輸出電壓低或無電壓輸出有的是由電源本身異常所致，有的是由負載有元器件短路引起的。懷疑負載短路時可利用萬用表電阻擋測該元器件供電端對地的阻值來確定，若阻值較小，説明該元器件短路。若短路點不好查找，可結合開路法，即分別斷開單元電路的供電端子，再通過測供電端子對地電阻的阻值，就可查出故障點。 ^[2] 

在負載電流和直流輸入電源電壓變化的情況下，為了滿足使電路合格的性能和功能，電路的直流供電電壓必須保持在一個嚴格的電壓包絡線之內。因此，供電電源不僅應該提供電壓轉換，也應提供電壓調節。DC-DC穩壓器可以從未調節的直流輸入電壓產生一個穩定的具有不同的電壓幅度和(或)極性的直流輸出電壓。

對於不同的應用，電壓變換器的功率顯著變化。在電池供電的便攜式應用中，負載的功率需量通常是幾瓦；計算機和辦公設備的供電電源可以提供幾百瓦到幾千瓦；在變速電動機驅動器中，負載所需的功率從幾千瓦到幾兆瓦不等；連接直流傳輸線路和交流公用系統的整流器和逆變器的功率級別可高達幾千兆瓦。為了滿足負載的電壓和電流要求，用於電壓轉換的首選電路拓撲隨着應用類型的不同以節能的方式改變。許多年來，針對各種不同的應用，已經開發出了許多可提供節能的電壓轉化的DC-DC轉化技術。 ^[3]